V tomto článku se dozvíte, jak ušetřit opravdu hodně peněz a nervů, pokud zvažujete koupi tepelného čerpadla, aneb: „Co je důležité vědět o tepelném čerpadle dříve, než si jej pořídíte.“ Prosím, opravdu nevynechejte jediný odstavec a vyvarujte se tak zbytečným potížím.

• Jak funguje vytápění tepelným čerpadlem?
• Jak s tím souvisí otopný systém?
• Proč některá tepelná čerpadla nefungují správně a jak tomu předejít?

Srovnávat jakýkoliv kotel (elektrokotel, plynový kotel nebo kotel na tuhá paliva) a tepelné čerpadlo, je jako srovnávat počítadlo a superpočítač.
Kotel je jednoduché zařízení, které se takřka nekazí, je mu jedno, kolik je venku stupňů, vytopí malinkatý domeček i obrovský nezateplený dvougenerační dům. Když si omylem koupíte kotel 2x výkonnější, než byste potřebovali, nic se neděje. Jen jste si trochu připlatili při koupi.

Tepelné čerpadlo je zařízení ve zcela jiné technické i finanční dimenzi. Pokud Vám má několikanásobně ušetřit náklady na vytápění a samo se splatit, musí přesně vyhovovat požadavkům Vaší domácnosti a Vašeho domu. Pozor!!! Do některých domů se tepelné čerpadlo vůbec nehodí. Kupte si  tepelné čerpadlo 2x větší, než potřebujete, a nikdy se vám nezaplatí. Chcete s tím poradit? Kontaktujte mě.

 

 

Jak funguje vytápění tepelným čerpadlem?

Velmi zjednodušeně řečeno, tepelné čerpadlo je skutečně čerpadlem tepla – elektřina, kterou čerpadlu dodáváme, slouží pouze k pohonu kompresoru a oběhového čerpadla, případně elektroniky. Většinou se elektřina nepoužívá k přímému ohřevu (přečtěte si: Kdy čerpadlo „žere elektřinu“) který stlačuje chladivo, to zvyšuje svou teplotu (jako se třeba vzduch ve vznětovém motoru „po kompresi rozžhaví“). Chladivo, které je v tu chvíli horké, předá tepelnou energii většinou vodě, kterou rozvádíme po svém domě.

Jak s tím souvisí tepelná ztráta (tepelný výkon) budovy?

Vzhledem ke složitosti tepelného čerpadla je každý jeho start energeticky náročný (stejně jako start automobilu). Pokud se čerpadlo opakovaně vypíná a zapíná, žere hodně energie a kazí se. Nejlépe funguje při stálém zápřahu. S vědomím těchto faktů si představme 3 modelové situace modelového domu s tepelnou ztrátou při -15 °C venkovní teploty = 22 kWh, a to pro modelový kotel a tepelné čerpadlo vzduch-voda (země-voda jsou účinnější).

Venku je 22 °C (tepelná ztráta 0 kWh)

Pokud chci mít doma 22 °C, otevřu okna a dříve či později mám doma teplotu, jakou si přeji. Tepelný zdroj se nespíná. Spotřeba kotle i Tepelného čerpadla = 0 kW/h

Venku je 19 °C (tepelná ztráta 1,8 kWh)

Při stejných požadavcích na vnitřní teplotu se při poklesu vnitřní teploty na 21,5 °C sepne zdroj tepla. Rozdíl vnitřní a vnější teploty je minimální, je tedy potřeba dodat jen minimální množství energie (tepla). Zde je vidět rozdíl mezi kotlem a TČ.

Kotel se na chvíli sepne, skokově dodá 110 % potřebného tepla, vnitřní teplota stoupne na 22,5 °C a kotel se vypíná. Je mu jedno, kolikrát se dnes ještě sepne. Energii dodává v režimu oscilace kolem optima (zj. tzv. start/stop systém – 21,5 sepne, 22,5 vypne, v průměru máme 22, všichni jsou zdánlivě spokojení). Účinnost, se kterou ohřívá vodu, se možná blíží 100 % (elektrický), celková účinnost vytápění je však někde u 80 %.
Spotřeba kotle 2,25 kW/h

Tepelné čerpadlo by chtělo sepnout jen jednou a dodávat konstantně takové množství energie, které by přesně odpovídalo ztrátě budovy v danou chvíli, tedy 100 % potřeby budovy. Jenže! Aby dodalo tak malé množství energie, muselo by snížit svůj výkon na méně než 20 % svého maxima (bez bivalentního zdroje). Bohužel, to čerpadlo neumí. Většinou se umí modulovat nejméně na 20-25 % svého maximálního výkonu. Čerpadlo tedy jede v režimu START/STOP, který pro něj není dlouhodobě vhodný a účinnost vytápění správně dimenzovaným čerpadlem může být při takovýchto podmínkách okolo 180 %, tedy stále více efektivní, než kotel, ale na hraně uspokojivosti a technické tolerance.
Spotřeba čerpadla 1 kW/h

Toto je první kritické období, pro tepelné čerpadlo!

Venku je 0 °C (tepelná ztráta 13 kW)

Kotel jede stále v režimu start/stop, protože jinak to neumí. Účinnost vytápění zůstává na 80 %.
Spotřeba kotle 16,25 kW/h

Tepelko? Paradox! Účinnost TČ se zvýšila. Proč? Tepelná ztráta myšleného domu se v tuto chvíli rovná přibližně 50 % maximálního výkonu čerpadla, tzn. kompresor jede ve svém optimu, kde umí modulovat svůj výkon. Již nejede v systému start/stop, ale tzv. ekvitermním režimu. Moduluje svůj výkon, aby dodával přesně 100 % aktuální ztráty budovy, tzn. teplota je konstantní, čerpadlo necykluje a funguje efektivně. Venku je stále dostatek tepla k čerpání, kompresor si konstantně brouká, prostě labůžo. Účinnost čerpadla? 400 %
Spotřeba čerpadla 3,25 kW/h

Jedeme dál!

Venku je -7 °C (tepelná ztráta 17 kWh)

Kotel osciluje, žádná změna, účinnost 80 %.
Spotřeba kotle 21,25 kW/h

Tepelné čerpadlo! -7 °C je teplota, při které by měl být tepelný výkon (resp. ztráta) budovy roven maximálnímu výkonu TČ bez spuštění elektrické spirály. Čerpadlo tedy jede na horní hranici svého výkonu, mírně pod optimem (jednak proto, že jede na plný výkon, aby nakrmilo dům, nikoliv na optimální výkon, a jednak proto, že je venku už docela zima a teplo se hůře přečerpává) Účinnost čerpadla se může blížit třeba 250 %

Spotřeba čerpadla 6,8 kW/h

Všimněte si, že je např. v tomto případě absolutní účinnost čerpadla vzhledem k dodané energii a potřebě energie pro vytápění (myšlených 100 %) 2,5 násobná. Vzhledem ke kotli je ale účinnost tepelného čerpadla za těchto podmínek 3,1 násobná!

Venku je -10 °C (ztráta 19 kWh)

Kotel jede dál, jeho
spotřeba činí 23,75 kW/h.

Tepelné čerpadlo už kompresorem výkon tak vysoko nevytáhne a pomáhá si topnou spirálou, která má podobnou účinnost jako elektrokotel. Celková spotřeba tepelného čerpadla a bivalentního zdroje může být okolo 9 kW/h. Stále se tedy vyplatí tepelné čerpadlo oproti jakémukoliv kotli.

Pokud je to však jen trochu možné, nezbavujte se při pořízení tepelného čerpadla ostatních zdrojů. Diverzifikace je základ stability.
Kontaktujte mě a rád vám s tím pomohu.

 

 

Jak s tím souvisí otopný systém?

• Jak funguje vytápění tepelným čerpadlem?
• Proč některá tepelná čerpadla nefungují správně a jak tomu předejít?

Nyní pár slov o radiátorech, podlahovce a jejich souvislosti s tepelným čerpadlem. Předem avizuji, že nejlépe TČ spolupracuje s podlahovým topením, ale radiátory fungují také.

Začněme od podlahového vytápění

Souhlasíte s tím, že ohřívat vodu o 5 °C je pro jakýkoli stroj jednodušší, než ji ohřívat o 10 °C? A myslíte, že je pro stroj ekonomičtější ohřát vodu a) z 30 na 35 stupňů nebo b) ze 45 na 55? SPOILER!!! a) je správně!

Podlahovovka potřebuje nižší teploty, než radiátor: 1. proto, abyste si nespálili chodidla a 2. proto, že je několikanásobně větší, než všechny radiátory, a zvládne tedy předat mnohem více tepla i při nižším teplotním rozdílu voda-vzduch (zjednodušeně – chceme mít doma 22°C, maličké radiátory musíme nažhavit na 55°C, obrovskou plošnou podlahovku jen na 35°C) Z toho samého důvodu jí stačí i nižší teplotní spád, tedy přibližně 5 °C oproti přibližně 10 °C u radiátorů. Tyto podmínky, tj. nízká teplota topné vody (30-35 °C), malý teplotní spád (v tomto příkladu 5 °C, ale jde nastavit i 1 °C) jsou navíc optimální pro tepelné čerpadlo, které, pokud funguje správně, spotřebuje 3-5x méně energie, než ostatní zdroje. Topit podlahovkou je tedy ekonomičtější hned ze 3 důvodů. Počáteční investice na pořízení polahovky je pak z dlouhodobého pohledu zanedbatelná.

Představte si topení jako hadr a teplo jako vodu v tom hadru. Maličký hadřík (radiátor) musíte naplno promočit, a pak kompletně vyždímat, abyste z něj nějakou vodu (teplo) dostali. Obrovský hadr (podlahovku) stačí trochu zvlhčit, pak trochu zatlačit a máte vody (tepla) plný kbelík.

Závěr pro podlahovku: Nejnižší náklady na provoz, vysoký tepelný komfort (velmi stabilní teplota díky akumulaci tepla podlahou a možností nastavení 1°C teplotního spádu + vysoký podíl sálavého tepla, tj. tepla ve formě infračerveného záření), absolutně vyšší, ale relativně nejnižší náklady na pořízení.

Jak si vede radiátor?

Pokud bydlíte ve starším domě a radiátory nehodláte měnit za podlahovku, nesmutněte! Existují způsoby, jak se efektivitě podlahového topení přiblížit. Ne každý radiátor v každém domě potřebuje vysoký spád a teplotu vody!

Staré mohutné litinové radiátory

Na velikosti záleží. Pokud máte Staré mohutné litinové radiátory, budete k temperování budovy potřebovat vyšší teploty topné vody a větší teplotní spád, což není pro tepelné čerpadlo optimální. Jinak řečeno, místo toho, aby na topení spotřebovalo 5x méně energie, spotřebuje jen 2-3x méně energie, návratnost čerpadla při takovém provozu se tedy prodlouží a životnost čerpadla zkrátí (čerpadlo funguje po dobu velmi nízkých venkovních teplot mimo své optimum. Řekněme, že kluše, místo toho, aby bylo na vycházce.) ALE!!! Litinový radiátor má něco do sebe. Svou hmotou a akumulační schopností se mezi radiátory přibližuje komfortu sálavého tepla podlahového topení. Jinak řečeno, z takového radiátoru je teplo cítit i na gauči. Je tedy na investorovi, vyhledává-li co jak nejnižší náklady (z dlouhodobého hlediska) nebo zároveň i konkrétní parametry a vlastnosti otopného systému.

Deskové radiátory

Deskové radiátory jsou na tom lépe s plochou předávání tepla. Nesálají, ale teplo předávají efektivněji. Jsou také dostání ve velikostech, které svou plochou umožňují snížení teploty topné vody a jejího spádu téměř na hodnoty podlahového vytápění. Efektivita takového systému je tak také velmi vysoká.

Teplotní spád Vaší otopné soustavy pro Vás může vypočítat energetický specialista, který pro každý pokoj ve vašem domě vyhodnotí, jaké teploty topné vody bude v radiátoru zapotřebí pro vytopení místnosti. Bude záležet jednak na velikosti radiátoru k velikosti pokoje a také na tepelném výkonu (či tepelné ztrátě) budovy, resp. místnosti.

Znalost potřebné teploty topné vody je klíčová pro předběžnou kalkulaci návratnosti Vaší investice do tepelného čerpadla.
Kontaktujte mě a rád vám s tím pomohu.

 

 

Proč některá tepelná čerpadla nefungují správně a jak tomu předejít?

• Jak funguje vytápění tepelným čerpadlem?
• Jak s tím souvisí otopný systém?

Když tepelko nefunguje správně, způsobí kromě teplotního dyskomfortu také nadměrnou spotřebu elektrické energie. A to nad míru elektrokotle či dokonce přímotopů.
Dále vyjmenuji jen fakta vedoucí k dysfunkčnímu čerpadlu, bez hlubšího vysvětlení principů, které jsou popsány výše.

1. Tepelné čerpadlo neodpovídá svým výkonem potřebě domu. Je buď příliš silné a cykluje (projeví se mimo jiné nekonstantní a spíše vyšší vnitřní teplotou), nebo příliš slabé, jede za hranicí svého optima a přitápí elektrickou spirálou (projeví se spíše nižší teplotou v domě). Dále může být problém v potřebě teploty topné vody. Některá čerpadla nejsou dimenzována na produkci vody o teplotě 55 °C, která je nezbytná pro malé radiátory. Takové čerpadlo pak nestíhá a spíná neefektivní bivalentní zdroj.
   1. Až budete chtít tepelko, napište mi email nebo mi zavolejte, rád vám poradím! Nic za to nechci, jde mi jen o to, aby se z tepelných čerpadel nestal produkt šmejdů.
   2. Před koupí TČ si nechte vypracovat výpočet tepelného výkonu budovy energetickým specialistou (rovněž mohu zprostředkovat – Ing. Jan K.). Následně požádejte dodavatele tepelného čerpadla, aby Vám jej navrhl na tuto ztrátu. (P.S.: Pokud se Vám bude snažit prodat čerpadlo s výkonem stejným nebo vyšším, než je tepelný výkon budovy při -15 °C, utíkejte od něj!!! I kdyby prodával samotné NIBE, čerpadlo je naddimenzované = zbytečně drahé a zbytečně neefektivní. To je ale problém prodejce, ne výrobce)
   3. Pokud jste už čerpadlo pořídili, pořiďte si akumulační nádrž. Ta částečně kompenzuje vznikající potíže. Dokonalé řešení to však není.
   4. Pokud Vaše čerpadlo neumí vytvořit 55°C vodu, kombinujte TČ s elektrokotlem. 80 % tepla „vytvoříte“ čerpadlem efektivně, jen zbylých 20 % neefektivně.
2. Tepelné čerpadlo nemá tzv. INVERTOR a EKVITERMNÍ REGULACI. Neumí modulovat svůj výkon a proto funguje pouze jako neefektivní start/stop systém.
   1. Nekupujte neznámé značky a levná čerpadla. Nikdy se to neoplatí. Nízká cena je vždy dána 
      1. nekvalitním servisem
      2. krátkověkostí výrobce
      3. krátkověkostí čerpadla
      4. nízkým reálným COP čerpadla
      5. příšernou regulací…
      6. a tak dále a tak dále
   2. Kupujte kvalitní zaběhnuté značky čerpadel, na jejichž servis se můžete spolehnout i za 10 let a jejich produkty splňují veškeré předpoklady pro kvalitní službu svému majiteli.
3. Otopný systém nemá dostatečný objem. Tepelná čerpadla vzduch-voda potřebují cca 20l/kW výkonu, země-voda 10l/kW. Při nedostatku vody v systému čerpadlo nezvládá uregulovat svůj výkon a cykluje.
   1. Zkontrolujte si, že máte správně navržený výkon tepelného čerpadla.
   2. Zkontrolujte si, že máte kvalitní čerpadlo s pokročilými funkcemi (a tím nemyslím ovládání přes telefon).
   3. Pokud návrh odpovídá realitě, pořiďte si akumulační nádrž alespoň o chybějícím objemu soustavy. Větší nádrž = větší stabilita systému, ale vyšší náklady. Optimum je optimum!
4. Mnohé další potíže jsou způsobeny už spíše nekvalitně provedenou montáží.
   1. Vybírejte si osvědčené firmy. Čtěte recenze na veřejných místech – facebook, firmy, google apod. A začněte těmi negativními.

Prostě… je to věda.

Pokud máte jakékoliv dotazy, obraťte se na mě na vojtech@thermofan.cz nebo na telefonu (najdete v kontaktech <3)

Budu rád za jakékoliv komentáře. Mějte se a ať to topí!